氮化硅耐火原料的晶型、性质和应用

氮化硅耐火原料的晶型、性质和应用，氮化硅分子式Si3N4。无天然矿物，需用人工方法合成。
 
氮化硅粉末主要由以下四种方法合成：
 
工业硅直接氮化3Si+2N2Si3N,
 
二氧化硅还原和氮化3SiO2+6C+2N2-Si3N,+6co
 
亚胺硅或氨基硅的热分解
 
3Si (NH)2-Si3N,+2NH3;3Si(NH2),→Si3N,+8NH3
 
卤化硅或硅烷与氨的气相反应
 
3SiCl4+16NH3Si3N4+12NH,CI
 
3SiH4+4NH3Si3N4+12H2
 
国内采用N2气将硅粉氮化的方法已能批量生产。
 
完全致密的氨化硅才能做优质的工程材料，而必须通过烧结才能使氨化硅致密化。


 
1、氨化硅晶型和性质
 
氮化硅有两种晶型：a型和B型，均为六方晶系。烧结过程中1400C以上由a型转变为B相，在1600C以上转变速度更快，1900C氮化硅急剧分解。
 
熔点1900C(升华分解）。理论密度3.19±0.01g/cm2;硬度大，莫氏硬度为9。弹性模量4.7×10*kg/cm2,热影胀系数较低（2.5×10-5/C),耐热冲击性能好，具有韧性，高温机械强度高，高温形变小。（密度为2.5g/cm2的氮化硅陶瓷，于1200C×1000h,荷重23×7kg/cm2时，高温形变0.5%)抗侵蚀能力强。除熔融NaOH和HF外，氮化硅抗化学腐蚀良好。对许多金属不浸润，由于形成了纯化的二氧化硅层，抗氧化性能好，电绝缘性能好。
 
2、氮化硅的应用
 
氮化硅用作高级耐火材料，如与SiC结合作Si3N,-SiC耐火材料用于高炉炉身等部位；如与BN结合作Si3N,-BN材料，用于水平连铸分离环。Si3N-BN系水平连铸分离环是一种细结构陶瓷材料，结构均匀，具有高的机械强度，耐热冲击性好，又不会被钢液湿润，符合连铸的工艺要求。工程所用的不定形耐火材料中，利用Si3N,对熔钢及铸铁的抗侵蚀性，作新型结合剂。